(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのセンサ（１、１０）を含むアンカーボルトに設けられるセンサ装置であって、
ダイラタント材からなる少なくとも１つのバイパス要素（２、２０）が当該センサ（１、１０）の領域に配置され、
当該センサ（１、１０）に作用する衝撃力は、当該バイパス要素（２、２０）の当該ダイラタント材を介して放散させられ得、
座金（３１）である第１の部分（３１）と当該第１の部分（３１）に対して軸方向に移動できるスクリュー・ナット（３２）である第２の部分（３２）とが設けられ、当該センサ（１、１０）は当該第１の部分（３１）に配置され、当該センサ（１、１０）および当該ダイラタント材は、当該第１の部分（３１）と当該第２の部分（３２）との間に軸方向に配置され、
当該センサ（１、１０）は直接張力計（３４）を構成する
ことを特徴とするアンカーボルトに設けられるセンサ装置。
【請求項２】
前記センサ（１、１０）は少なくとも１つの表示装置カプセルからなる、ことを特徴とする請求項１に記載のアンカーボルトに設けられるセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分による、アンカーボルト等のセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「直接張力計（direct tension indicator）」（ＤＴＩ）とも呼ばれる、いわゆる荷重表示ディスクを有するボルトが開示されている。このような表示装置は、ボルトの張力（締付け力）設定を検出するためのセンサを有し、そのセンサは染料が充填されたカプセルからなり、軸方向の所定の荷重で染料が表示装置から出るかまたは表示装置の端に見えるようになる。従って、センサは、据付けトルクを検出することなく、目標の荷重（締付け力）に達したことを確認することを可能にする。
【０００３】
しかしながら、この直接張力計がコンクリート・アンカーに使用される時、確実に機能しないことがあることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許第１０３１６６３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、特に信頼性の高いセンサ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴を有する本発明のセンサ装置により達成される。好ましい態様は従属クレームに示されている。
【０００７】
本発明によるセンサ装置は、ダイラタント（dilatant）材による少なくとも１つのバイパス要素がセンサ領域に配置され、センサに作用する衝撃力はそのダイラタント材を介して放散させられ得る、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、直接張力計がコンクリート・アンカーに使われる際に時として遭遇する問題点は、コンクリート・アンカーに通常必要となる打撃工程に起因する、との洞察に基づく。打撃工程では高い衝撃力がアンカーに、そして従って直接張力計にも作用する。これらの衝撃力はセンサとして働く染料充填カプセルに損傷を与えるか、または少なくともその強度を損ない得る。これは、特に染料の早すぎる放出の原因となりえるので、もはやアンカーが締め付けられたときに正しく張力を検出することができない。
【０００９】
これが、本発明が効果を発揮する状況であって、本発明は少なくとも１つのバイパス要素を提供し、それは打撃工程の際生じる衝撃力を少なくとも部分的に放散させ、従ってセンサへの圧力を軽減して、これを保護する。このバイパス要素は少なくとも一定領域にあるダイラタント材であって、その手段によって衝撃力が放散させられる。このようなダイラタント材は、力が、例えば０．１秒未満の短時間に作用する場合、それは変形に抵抗するが、力が、例えば３秒より長い時間作用する場合、それは変形することができる、という特徴がある。このように、ダイラタント材料は、例えば打撃のために生じるような短い時間はそれらの力を吸収しセンサをその力から回避させることができ、したがってそれを保護する。逆に、力が、例えばボルトが張力をかけられるときのように、長時間にわたってかかる場合、ダイラタント材はたわむので、力はバイパス要素によって放散させられず、むしろセンサに作用する。
【００１０】
本発明によれば、センサは力のピークからは保護される一方、長時間の力はセンサにより示され得る。特に、バイパス要素が打撃の際生じる衝撃力をセンサ表示装置から迂回させるので、打撃工程の際、直接張力計を有するボルトを直接張力計を動作させることなく打込むことができる。バイパス要素とダイラタント材は、力に対して平行に接続しているので都合がよい。
【００１１】
基本的に、本発明はいかなる所望のセンサにおいても使用され得る。ここで「センサ」という用語は、初生量を検出してそれを出力量に変換するいかなる装置をもいう。しかしながら、センサは、特に直接張力計の染料カプセルであり得る。ここで、この場合、初生量は計器の軸方向の荷重であり、出力量は着色である。しかしながら、本発明は、電子的な出力量を出力する電子センサを保護するためにも用いることができる。
【００１２】
センサが配置される第１の部分と、第１の部分に対して軸方向に動く第２の部分と、が設けられることが特に好ましく、これらの軸方向の２つの部分の間に、センサとダイラタント材とが配置される。これは特にコンパクトな装置となる。センサおよびダイラタント材が隣接して、力に対して平行に配置されるので、ダイラタント材は軸方向に向かう衝撃を吸収することができ、それらの衝撃力からセンサを回避することができる。用途にボルト、特にアンカーの使用を含むときは、第１の部分は座金で、及び／又は、第２の部分はスクリュー・ナットとして設けられ得る。
【００１３】
特に、センサが直接張力計に組み込まれ、そして好ましくは少なくとも１つの表示カプセルからなるようにすると都合が良い。この場合、第１の部分が直接張力計である。
【００１４】
本発明は、好ましい態様を基に更に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のセンサ装置の第１の実施例の断面図である。
【図２】コンクリート・アンカーとして構成されたアンカーボルトに設けた、本発明によるセンサ装置の第２の実施例の断面図である。
【図３】図２に示された実施例の、直接張力計が動作した後の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明によるセンサ装置の第１の実施例を示す。この装置は、例えば機械的に、または電気的にも構成され得るセンサ１を示す。さらに装置はダイラタント材で形成されるバイパス要素２を有する。センサ１はこの材料中に嵌め込まれ、ここでは、ダイラタント材は、センサ１の上とその両側に沿って延びている。衝撃が今図１のセンサ装置へその上部から作用すると、それに伴う力は、図１中矢印で示すように、バイパス要素２のダイラタント材により吸収され、センサ１の両側に放散させられる。対照的に、センサ１へはわずかに荷重がかかるのみか、または全く荷重はかからない。
【００１７】
他方、上部からの力がより長い間かかる場合、ダイラタント材は変形できて、図１の破線矢印により示される上部からかかる力がセンサ１に作用することとなり、それにより力が検出され得る。従って、一方では、それらがより長い期間であるならば、センサ１は上部からの力を検出することができ、そして、他方、上部からの短時間の衝撃に対しては、バイパス要素２によって保護されている。
【００１８】
図２および３は、コンクリート・アンカーとして構成されたアンカーボルトへの、本発明によるセンサ装置の応用例を示す。アンカーボルトはボルト３８を有し、その一端領域に通常の拡張部材３９がある。ボルト３８の対向する端部領域は座金３１を通り、そしてボルト３８はその座金３１より上に配置されるスクリュー・ナット３２をも有する。
【００１９】
スクリュー・ナット３２は、座金３１のスクリュー・ナット３２に面する側に染料が充填された少なくとも１つの表示カプセルを有し、力センサ１０を形成する。アンカーボルトが設置される際にスクリュー・ナット３２がきつく締められると、スクリュー・ナット３２はセンサ１０と接触する。スクリュー・ナット３２がさらにきつく締められると、スクリュー・ナット３２は隣接するセンサ１０へ、上からのより大きな力を加える。これがボルト３８の初荷重に対応する。最終的にセンサ１０にかかる力が所定の閾値に到達すると同時に、センサ１０の機械的部材がたわみ、図３に示すように、染料５０が座金３１の側から出て、表示装置カプセルから放出され得る。これは、ボルト３８が所望の目標張力に達した指標となり得る。従って、座金３１は、表示カプセルとして形成されるセンサ１０と共に、直接張力計（ＤＴＩ）３４を形成する。
【００２０】
図２および３に更に示すように、センサ装置は、ダイラタント材からなるバイパス要素２０、２０´を有する。バイパス要素２０、２０´は、座金３１にセンサ１０の隣りに配置される。センサ１０には、バイパス要素２０、２０´がスクリュー・ナット３２と座金３１との間に位置しているので、スクリュー・ナットにかかる軸方向力は、センサ１０に対するのと同様にバイパス要素２０、２０´に作用し得る。
【００２１】
仮に衝撃がボルト３８に、したがってスクリュー・ナット３２にかかるとき、例えば、アンカーボルトが打込まれるときには、この衝撃はスクリュー・ナット３２によって、バイパス要素２０、２０´へ伝達される。衝撃は短時間なので、ダイラタント材のバイパス要素２０、２０´は衝撃の間、せいぜい無視できるほど変形するだけであり、衝撃力は隣接する座金３１へ直接伝達される。従って、バイパス要素２０、２０´は、センサ１０を衝撃力から回避させる。対照的に、軸方向の力がより長い間作用するとき、例えば、スクリュー・ナット３２がきつく締められるときには、バイパス要素２０、２０´は変形し、従って軸方向の力は同時にセンサ１０に作用するので、センサ１０はこの力を吸収して、図３に示すようにその事実を表示できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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